浅谈不同基坑支护形式的对比分析

范正春, 邵金威

(中国水利水电第十工程局有限公司， 四川成都 610072)

1 钢板桩支护

由带锁口或者钳口的热轧型钢采用专用机械打入土体，把这种型钢成一定规律的连接起来形成的支护结构，钢板桩的形式类似于U型钢但比U型钢宽和深，截面大致呈一个梯形形状。

1.1 适用条件

适用于淤泥土、黏土、粉土、砂土等土层；钢板桩支护一般应用于深度不超过5m范围的基坑支护，基坑开挖深度大于5m时一般配合内支撑体系形成组合式的支护结构。

1.2 优点

结构本身具有较强刚度以及强度，因具有锁口功能、型钢与型钢之间结合紧密水密性好，可以起到很好的防水作用；型钢施工简便快捷，可以大幅缩短施工工期，可有效减少基坑土石方开挖的工程量，有利于施工机械化作业和排水系统的实施；基坑支护在完成本身结构功能以后可以拔出型钢重复使用，达到节约钢材等优点。

1.3 缺点

需采用大量的特定钢材，费用较高，制作时间相对较长，需提前制作，机械打入过程中型钢下部容易偏离轴线，且不易纠正；在打桩过程中，若遇下部有障碍物时，打桩工作无法完成，必须移除障碍物才能顺利完成打桩作业。

2 地下连续墙

地下连续墙是基础工程在地面上采用一种挖槽成孔，延着定位的轴线，在泥浆护壁条件下，开挖出一条狭长的深槽，在深槽清孔完成后将制作好的成品钢筋笼放入槽内，然后采用与灌注桩相同的水下混凝土浇筑法将混凝土浇筑完成，形成一个单元的槽段，依次依段施工完成，并在段与段之间采取防水加固措施后在地下形成一道连续的钢筋混凝土墙壁。

2.1 适用条件

适用于基坑设计安全等级为一、二、三级的基坑支护工程；适用于基坑开挖深度较大，通常与内支撑系统共同形成组合式基坑支护结构，一般用于基坑深度大于10m的支护结构；软弱地基或砂土地基需要支护的结构；基坑周边存在保护要求较高的建(构)筑物，需要支护结构本身的变形和防水要求较高的支护工程；基坑内部空间有限，支护结构与用地红线极近，采用其他支护形式无法满足预留施工操作空间要求的支护工程；采用逆作法施工，地下水丰富且基坑内部需要采取防水但防水措施或排水措施无法满足要求时，可采用地下连续墙支护。

2.2 优点

地下连续墙为钢筋混凝土结构，其刚度较大，整体性好，配合内支撑体系后，基坑开挖过程中安全性能较高，支护结构变形量较小，地下连续墙本身具有较强的抗渗性，防水性能较好，基坑内降排水时对基坑外围地下水位影响较小，可作为地下室结构外墙，从而达到节约成本的目的；可逆作法施工，土石方开挖前即可是施工，总工期相对缩短，开挖基坑时无需放坡，土石方开挖量相对较小，无需单独支模和养护，有利于总工期控制和成本控制。

2.3 缺点

连续墙段与段之间的接头质量较难控制，往往容易形成结构的薄弱点；墙身虽可保证垂直度，但相对比较粗糙，需开挖完成后再加工处理；地下连续墙的施工技术相对要求较高，无论是成槽控制、槽体施工、水下混凝土浇筑的质量控制、槽段接头连接、泥浆处理等控制难度较大；泥浆存储和造浆场地占地面积较大，容易形成场地泥泞和泥浆污染，现场文明施工难度相对较大。

3 灌注桩排桩支护

采用钻孔灌注桩、冲孔灌注桩或挖孔灌注桩按某种队列形式组成的基坑支护结构，一般顶部设置冠梁或设置围囹，使灌注桩之间形成一个整体支护结构。

3.1 适用条件

适用于基坑设计安全等级为一、二、三级的基坑支护结构；一般悬臂式排桩结构，在软弱土层中适用于基坑开挖深度不大于5m的基坑支护；当两层和两层以上地下室基坑支护设计中，多采用排桩与内支撑体系组成的组合式基坑支护结构，一般适用于基坑开挖深度5～20m基坑工程。

3.2 优点

可适用于不同的土层；桩长可因地质情况进行更改，工程造价相对较低；桩身钢筋混凝土强度高，刚性大，稳定性好，变形小，可与工程桩同步施工，从而缩短了总工期；成孔根据土层及工期要求可选择性较大。

3.3 缺点

工程造价相对较高，施工工期较长，需等待桩身和内支撑系统达到一定强度后才能进行土石方开挖，土石方开挖需分层开挖，桩间需做加固措施；桩间缝隙容易造成水土流失，特别是在高水位的砂土地区，需根据现场土质情况采取注浆、水泥搅拌桩、旋喷桩等止水措施，砂砾层或卵石层在基坑周边应适当采取降水措施来控制水位。

4 放坡土钉墙支护

由天然土体通过机械修整后，就地用土钉进行加固并采取喷射混凝土面板施工，形成一个类似于重力挡墙依靠自身重量来抵抗墙后的土压力的支护形式。

4.1 适用条件

主要适用于土质较好地层，基坑开挖深度较浅、地下水位较低的基坑。

4.2 优点

显著提高边坡稳定性和边坡承受货载能力；工程造价相对较低；效果比较好；施工工艺简单，施工机械占用场地小，施工效率高，工期短；施工时噪音小，对环境影响小。

4.3 缺点

只能适用于有一定粘结性的杂填土、黏性土、粉土边坡，不适用于松散砂土、软塑、流塑黏性土以及有丰富地下水的边坡；对于基坑周边临近有建筑物或道路等重要建筑物时不宜使用此支护形式。

5 复合土钉墙支护

将土钉墙与一种或几种支护体系或截水体系有机结合形成的复合式支护结构，它的主要构成要素有：土钉、预应力锚杆(锚索)、截水帷幕、微型桩、挂网喷射混凝土面层等。

5.1 适用条件

适用于开挖深度不大于15m的基坑；适用于淤泥质土、人工填土、砂性土、粉土、黏性土等土层，受场地限制需垂直开挖区域。

5.2 优点

结构轻、柔性大，有良好的抗震性；施工设备相对简单，不需用单独占用场地、工期短、效果好；工程造价相对较低。

5.3 缺点

基坑周边具有地下管线或建筑物基础时，施工时可能对其产生破坏，此区域应慎重使用；永久性结构中应考虑预应力锚杆(锚索)锈蚀等耐久性问题；深基坑施工时土石方开挖需分层开挖，分层施工，预留操作平台，施工工期相对较长，需等待支护结构达到一定强度后才能继续开挖。

6 重力式挡土墙

以挡土墙自身重力来维持挡土墙在土压力作用下的边坡稳定的支护结构。

6.1 适用条件

适用于地层稳定、土石方开挖时不会对相邻建筑物产生破坏的地段。

6.2 优点

就地取材、施工简便、工程造价低

6.3 缺点

体积大、重量大，对地层承载力要求较高；耗费材料较多。

7 SMW工法支护

俗称新型水泥土搅拌桩，即在水泥搅拌桩内插入H型钢等，使之成为同时具有刚性与抗渗性两种功能的支护结构。

7.1 适用条件

适用于淤泥质土、粉土、黏土、砂土、砂、砾、卵石等土层；对基坑有防水要求的工程。

7.2 优点

施工土体扰动较小；基本无泥浆污染，方便现场安全文明施工布置；施工机械振动噪音小，可夜间进行施工；成型后结构止水性能较好，不必另设止水帷幕；可配合多道内锚系统或支撑体系应用于较深基坑；施工工期短；现场占用施工场地小；土石方开挖量相对较小；支护结构在完成使用功能后，采取一定措施H型钢可回收再次利用，工程造价相对低等。

7.3 缺点

水泥土养护时间较长；需连续进行施工；H型钢需在水泥搅拌土未完全硬化时插入。

8 放坡开挖

8.1 适用条件

适用于场地开阔，土层较好，周围无重要建筑物(构筑物)、无地下管线的工程；一般适用于开挖深度不大于5m的基坑工程。

8.2 优点

工程造价低，施工工序简单、进度块，工期相对较短。

8.3 缺点

只适用于基坑开挖深度较浅工程；对周边土层要求严格，在回填土层时，雨季浸泡过后，容易引起基坑坍塌；基坑周边地下水丰富区域，应当设置降排水措施。

9 结束语

以上几种基坑支护形式仅仅是对常见支护形式进行了比较分析，实际工程应用因基坑四周环境不同，开挖的深度不同，地质条件不同，地下水位条件不同，承受的荷载也不同，所使用的基坑支护形式不同，往往采用两种或两种以上的基坑支护形式形成组合式支护结构。基坑工程虽然为临时性工程，因发生事故后造成的经济损失和社会影响较大，需慎重对待，安全为主。